[科普中国]-精准农业

简介

精准农业是美国等经济发达国家在20世纪80年代末期继LISA(低投入可持续农业)后，为适应信息化社会发展要求对农业发展提出的一个新的课题。精准农业又称精细农业、精确农业、精准农作，是一种基于信息和知识管理的现代农业生产系统。精准农业采用3S(GPS、GIS和RS)等高新技术与现代农业技术相结合，对农资、农作实施精确定时、定位、定量控制的现代化农业生产技术，可最大限度地提高农业生产力，是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。

精准农业是通过3S技术和自动化技术的综合应用，按照田间每一块操作单元上的具体条件，更好地利用耕地资源潜力、科学合理利用物资投入，以提高农作物产量和品质、降低生产成本、减少农业活动带来的污染和改善环境质量为目的，相对于传统农业的最大特点是：以高新技术投入和科学管理换取对自然资源的最大节约和对农业产出的最大索取，主要体现在农业生产手段之精新，农业资源投入之精省，农业生产过程运作和管理之精准，农用土壤之精培，农业产出之优质、高效、低耗。

精准农业是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投人达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。精准农业的核心是建立一个完善的果园地理信息系统(GIS)，可以说是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。精准农业并不过分强调高产，而主要强调效益。它将农业带人数字和信息时代，是2l世纪农业的重要发展方向。2

原理精准农业的技术原理是，根据土壤肥力和作物生长状况的空间差异，调节对作物的投人，在对耕地和作物长势进行定量的实时诊断并充分了解大田生产力的空间变异的基础上，以平衡地力、提高产量为目标，实施定位、定量的精准田间管理，实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标。实施精准农业不但可以最大限度地提高农业生产力，而且能够实现优质、高产、低耗和环保的农业可持续发展的目标。1

组成精准农业由10个系统组成：

全球定位系统，用于信息获取和实施的准确定位，它的定位精度高，根据不同的目的可自由选择不同精度的GPS系统；

农田信息采集系统；

农田遥感监测系统；

农田地理信息系统，它是构成农作物精准管理空间信息数据库的有力工具，田间信息通过GIS系统予以表达和处理，是精准农业实施的重要手段；

精准农业还包括农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。其核心是建立一个完善的农田地理信息系统，可以说是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。3

作用和意义从世界近代农业发展史可见，20世纪中期以前，发达国家要由第三世界国家进口粮食和农产品，然而到了20世纪后期，情况出现了逆转，发达国家却大量出口粮食和农产品到第三世界国家。其实发达国家的耕地面积并无明显增加，主要依靠科学技术，包括逐步发展起来的精准农业等技术投入，不断提高了农业劳动生产率和农资利用率，在大力挖掘潜力、降低成本的同时，减少了化肥、农药、石油对环境的污染，达到经济效益、社会效益、生态效益的同步增长、持续发展。

我国是世界上最主要的农业国家，用占世界7%的耕地解决了世界22%人口的温饱问题，取得了举世瞩目的成就。但是人口增长和土地资源减少的矛盾不可逆转，为了满足经济和人民生活水平日益提高的要求，必须保持农业的持续发展。解决问题的根本出路在于科学技术，形势迫使我们应该启动精准农业技术，寻找发展高效农业的途径。因此精准农业在减少投入、降低成本、减轻环境污染、农产品可控化、标准化和批量化、便于加工、出口等方面均有积极的作用和意义。

对环境的影响农业环境问题主要包括水、空气和食品的质量，以及自然资源的消耗。传统的均量施肥意味着田间一些地方施肥过量而另一些地方施肥不足，超过植物所需的过量施用造成过多部分进入地下水或地表水。有人认为，在精准农业模式下，生产者一般少施肥料，那么养分流失就有可能减少。然而，肥料用量不可能减少很多，因为常规的恒量施肥经常在对肥料反应大的小区施肥不足。在这些地方，肥料用量会增加，但节约农药会比节约化肥更普遍，因为生产者常常只在需局部处理的大田上施用农药。感应器及制图可以根据特定地点的需要更好地确定农药施用的类型、数量和位置。精准农业可以通过提高土地生产力，降低消耗以满足衣食之需。用精准农业所提供的精准控制技术可以较好地改善环境热点中的化学品施用问题。2